2. Redresor mono-alternanţă

Acasă » Aplicaţii practice » 04 - Circuite cu dispozitive semiconductoare discrete (1)

Scopul experimentului

Utilizarea şi funcţionarea diodei pe post de redresor; funcţionarea motorului cu magneţi permanenţi în curent alternativ şi curent continuu; măsurarea pulsaţiei tensiunii de ieşire cu ajutorul voltmetrului.

Materiale necesare

Sursă de tensiune de curent alternativ (6 V); baterie de 6 V; o diodă redresoare (model 1N4001); motor mic cu magneţi permanenţi; detector audio de semnal cu căşti; condensator de 0,1 µF.

Condensatorul de 0,1 µF este folosit pentru cuplarea detectorului audio la circuit, astfel încât doar semnalele de curent alternativ vor ajunge în circuitul detector. Valoarea acestuia nu este critică. Puteţi folosi cu succes condensatori cu o capacitate între 0,27 şi 0,015 µF. Condensatorii cu o capacitate mai mică atenuează mai puternic semnalele de frecvenţă joasă, rezultând un sunet mai slab la ieşire (căşti). Folosiţi aşadar condensatori cu o capacitate mai mare dacă volumul sunetului nu este acceptabil.

Circuitul final arată astfel:

Realizarea redresorului mono-alternanţă

Conectaţi motorul la sursa de tensiune de c.a. prin intermediul diodei redresoare conform figurii de mai sus. Dioda permite trecerea unei singure jumătăţi a curentului alternativ dinspre sursă spre sarcină (alternanţa pozitivă sau cea negativă, în funcţie de conectarea diodei în circuit). Altfel spus, doar o jumătate de perioadă (o semi-perioadă) a semnalului de c.a. va trece de la sursă spre sarcină. Rezultatul este că motorul „vede” un curent uni-direcţional, pulsatoriu, ce permite rotirea acestuia într-o singură direcţie.

Luaţi un conductor adiţional şi scurt-circuitaţi temporar dioda. Observaţi efectul asupra funcţionării motorului:

După cum puteţi observa, motoarele de curent continuu cu magneţi permanenţi nu funcţionează foarte bine în curent alternativ. Îndepărtaţi conductorul temporar şi inversaţi poziţia diodei în circuit. Observaţi efectul asupra funcţionării motorului. Măsuraţi tensiunea de curent continuu pe terminalii motorului, astfel:

Tensiunea de pulsaţie - măsurare şi explicaţii

Măsuraţi apoi tensiunea de curent alternativ la bornele motorului:

Marea majoritate a multimetrelor pot deosebi cu succes diferenţa dintre tensiunea de c.c. şi cea de c.a. Cele două măsurători de mai sus indică tensiunea de c.c. medie, respectiv tensiunea de pulsaţie (puterea „văzută” de motor). Tensiunea de pulsaţie reprezintă porţiunea de tensiune variabilă, interpretată de echipamentul de măsură ca şi valoare de curent alternativ, cu toate că polaritatea formei de undă nu se modifică. Ne putem imagina tensiunea de pulsaţie ca fiind un semnal de c.a. suprapus peste un semnal de c.c.

Comparaţi măsurătorile de c.c. şi c.a. de mai sus cu valorile tensiunilor măsurate atunci când motorul este alimentat de la o baterie:

Tensiunea de c.c. generată de baterii este pura. Prin urmare, tensiunea de c.a. ce s-ar putea să o depistaţi în urma măsurătorilor (ideal, 0 V) se datorează închiderii şi deschiderii contactului dintre periile şi contactele motorului. Curentul consumat de motor va avea o formă de undă pulsatorie. Acest curent pulsatoriu este responsabil de căderile de tensiune pulsatorii ce se regăsesc pe rezistenţele prezente în circuit.

Aprecierea tensiunii de pulsaţie prin intermediul detectorului audio

O apreciere calitativă a tensiunii de pulsaţie poate fi obţinută prin utilizarea detectorului audio de semnal. Setaţi o sensibilitate cât mai mică pentru un volum mic. Conectaţi terminalii la bornele motorului prin intermediul condensatorului de 0,1 µF, astfel:

Condensatorul joacă rolul unui filtru trece-sus, blocând tensiunea de c.c. pe terminalii detectorului. Scopul este, desigur, „ascultarea” tensiunii pure de c.a. Această tehnică este similară celei folosite în circuitele electronice ale osciloscoapelor pentru cuplajul cu semnalul de c.a.: blocarea semnalelor de c.c. prin utilizarea unui condensator serie.

Conectaţi bateria la motor, şi veţi auzi un „bâzâit” ascuţit în căşti. Înlocuiţi bateria cu o sursă de putere de c.a. şi o diodă de redresare, ascultând din nou cu detectorul audio. Care este diferenţa de sunet dintre cele două cazuri?